DE102018114641A1

DE102018114641A1 - Safety concept for DC link capacitors

Info

Publication number: DE102018114641A1
Application number: DE102018114641.8A
Authority: DE
Inventors: Tommi Keski-Kujala; Ari Ristimäki; Pekka Hemminki; Jani Perkiö
Original assignee: Vacon Oy
Current assignee: Vacon Oy
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-12-19
Also published as: US11183836B2; CN110620370B; US20190386576A1; CN110620370A

Abstract

Eine elektronische Schaltung weist auf: eine erste Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren (C, .. , C) und eine zweite Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren (C, .. , C), die parallel zwischen Gleichstromsammelschienen (DC+, DC-) geschaltet sind, wobei die erste Reihe einen ersten Knoten (A) zwischen deren Zwischenkreiskondensatoren aufweist und die zweite Reihe einen zweiten Knoten (B) zwischen deren Zwischenkreiskondensatoren aufweist; und ein Kurzschlussmodul (301; 401, 407), das ausgebildet ist, um eine Spannungsdifferenz (UM) zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten zu empfangen und die Gleichstromsammelschienen als Reaktion darauf, dass die empfangene Spannungsdifferenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kurzgeschlossen zu machen.An electronic circuit has: a first series connection of intermediate circuit capacitors (C, .., C) and a second series connection of intermediate circuit capacitors (C, .., C), which are connected in parallel between direct current busbars (DC +, DC-), the first Row has a first node (A) between their intermediate circuit capacitors and the second row has a second node (B) between their intermediate circuit capacitors; and a short circuit module (301; 401, 407) configured to receive a voltage difference (UM) between the first node and the second node and shorted the DC bus bars in response to the received voltage difference being greater than a predetermined threshold close.

Description

GEBIETTERRITORY

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Sicherheitskonzept für elektronische Schaltungen, insbesondere auf Schaltungen mit verbesserter Sicherheit, die Zwischenkreiskondensatoren aufweisen.The present disclosure generally relates to a safety concept for electronic circuits, in particular to circuits with improved safety that have intermediate circuit capacitors.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Zwischenkreiskondensatoren sind im Allgemeinen Elektrolytkondensatoren in Reihe zwischen Gleichstromsammelschienen. Die Elektrolytkondensatoren in Reihe haben jedoch das Problem, dass ein Kondensator aus der Reihe ausfallen kann, wenn ein anderer aus der Reihe absichtlich (z.B. bei UL-Prüfungen) oder unabsichtlich (z.B. durch Fehlfunktionen) kurzgeschlossen wird. Dies kann zu Explosionen und/oder Erdschlüssen führen.Intermediate circuit capacitors are generally electrolytic capacitors in series between DC busbars. However, the electrolytic capacitors in series have the problem that one capacitor in the series can fail if another one in the series is short-circuited intentionally (e.g. during UL tests) or unintentionally (e.g. due to malfunction). This can lead to explosions and / or earth faults.

Daher besteht im Stand der Technik ein unbefriedigter Bedarf, die oben genannten Mängel und Unzulänglichkeiten zu beheben.Therefore, there is an unsatisfied need in the prior art to remedy the above-mentioned shortcomings and shortcomings.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

In einem Aspekt ist die Offenbarung auf eine elektronische Schaltung gerichtet, die aufweist: eine erste Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren und eine zweite Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren, die parallel zwischen Zwischenkreisschienen geschaltet sind, wobei die erste Reihe einen ersten Knoten zwischen ihren Zwischenkreiskondensatoren und die zweite Reihe einen zweiten Knoten zwischen ihren Zwischenkreiskondensatoren aufweist; und ein Kurzschlussmodul, das ausgebildet ist, um eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten zu empfangen und die Zwischenkreisschienen als Reaktion auf eine Änderung der empfangenen Spannungsdifferenz, die größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, kurzzuschließen.In one aspect, the disclosure is directed to an electronic circuit comprising: a first series connection of DC link capacitors and a second series connection of DC link capacitors connected in parallel between DC link rails, the first row having a first node between its DC link capacitors and the second row a second Has nodes between their intermediate circuit capacitors; and a short-circuit module configured to receive a voltage difference between the first node and the second node and to short-circuit the intermediate circuit rails in response to a change in the received voltage difference that is greater than a predetermined threshold value.

Jeder der Zwischenkreiskondensatoren weist eine Spannung auf, die der Spannungsteilung zwischen diesen Kondensatoren entsprechend ihren jeweiligen Kapazitätswerten entspricht. Dadurch kann für zwei bestimmte Knoten zwischen diesen Kondensatoren, z.B. dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten, die Spannungsdifferenz zwischen ihnen nur anhand der Kondensatorwerte der Kondensatoren bestimmt werden. Diese Spannungsdifferenz bleibt im Wesentlichen konstant, während alle Kondensatoren normal arbeiten (d.h. in einem Normalzustand).Each of the intermediate circuit capacitors has a voltage which corresponds to the voltage division between these capacitors in accordance with their respective capacitance values. This allows for two specific nodes between these capacitors, e.g. the first node and the second node, the voltage difference between them can only be determined on the basis of the capacitor values of the capacitors. This voltage difference remains essentially constant while all capacitors are operating normally (i.e. in a normal state).

Nach Ausführungsformen ändert ein Fehlfunktionszustand, z.B. Kurzschluss, eines oder mehrerer Zwischenkreiskondensatoren die Spannungsteilung zwischen den Kondensatoren und führt somit zu einer Änderung der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten, wodurch das Kurzschlussmodul ausgelöst wird. Dadurch werden die Gleichstromsammelschienen durch das Kurzschlussmodul kurzgeschlossen, was das Durchbrennen von Sicherungen vor z.B. Kondensatorexplosionen und Erdschlüssen erleichtert.According to embodiments, a malfunction condition changes, e.g. Short circuit, one or more intermediate circuit capacitors, the voltage division between the capacitors and thus leads to a change in the voltage difference between the first node and the second node, whereby the short circuit module is triggered. As a result, the DC busbars are short-circuited by the short-circuit module, which prevents fuses from blowing, e.g. Condenser explosions and earth faults relieved.

Der Schwellenwert kann so ausgelegt werden, dass er kleiner ist als die Änderung der Spannungsdifferenz im Störungszustand gegenüber der im Normalzustand, aber dennoch allgemeine Schwankungen der elektronischen Schaltungen berücksichtigt.The threshold value can be designed such that it is smaller than the change in the voltage difference in the fault state compared to that in the normal state, but nevertheless takes into account general fluctuations in the electronic circuits.

In bestimmten Ausführungsformen haben der erste Knoten und der zweite Knoten im Normalzustand der Zwischenkreiskondensatoren im Wesentlichen die gleiche Spannung. In diesem Fall kann die Spannungsdifferenz als Änderung der Spannungsdifferenz behandelt werden, so dass es relativ einfach ist, die Änderung der Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten durch einfaches Überwachen der Spannung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten zu überwachen.In certain embodiments, the first node and the second node have substantially the same voltage in the normal state of the intermediate circuit capacitors. In this case, the voltage difference can be treated as a change in the voltage difference, so that it is relatively easy to monitor the change in the voltage difference between the first node and the second node by simply monitoring the voltage between the first node and the second node.

In bestimmten Ausführungsformen weist das Kurzschlussmodul eine lichtbogenerzeugende Komponente auf, die angrenzend an die Gleichstromsammelschienen angeordnet ist und betreibbar ist, als Reaktion darauf, dass die Änderung der empfangenen Spannungsdifferenz größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, einen elektrischen Lichtbogen zu erzeugen. Die lichtbogenerzeugende Komponente kann nahe zu den Gleichstromsammelschienen angeordnet sein, so dass der erzeugte Lichtbogen die Gleichstromsammelschienen kurzschließen kann. So ist beispielsweise die lichtbogenerzeugende Komponente in einem Abstand von weniger als 10 cm zu den Gleichstromsammelschienen angeordnet.In certain embodiments, the short circuit module includes an arc-generating component that is disposed adjacent the DC busbars and is operable to generate an electric arc in response to the change in the received voltage difference being greater than the predetermined threshold. The arc-generating component can be arranged close to the direct current busbars, so that the generated arc can short-circuit the direct current busbars. For example, the arc-producing component is arranged at a distance of less than 10 cm from the direct current busbars.

In bestimmten Ausführungsformen ist die lichtbogenerzeugende Komponente zum Hochgehen betreibbar, wenn die empfangene Spannungsdifferenz größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Daher kann die lichtbogenerzeugende Komponente in einen „steifen“ Kurzschlusszustand übergehen und so den Lichtbogen zünden.In certain embodiments, the arcing component is operable to go up when the received voltage difference is greater than the predetermined threshold. The arc-generating component can therefore go into a “stiff” short-circuit condition and thus ignite the arc.

In bestimmten Ausführungsformen weist die lichtbogenerzeugende Komponente mindestens eine von einer TVS-Diode (Transient Voltage Suppressor), einer Zenerdiode, einem Widerstand, einem Varistor, einer aktiven Komponente, einem SIDACtor, einer Sicherung, einer Kupferspur oder -draht oder einer beliebigen Kombination derselben auf. So weist beispielsweise die aktive Komponente einen Halbleiterschalter auf.In certain embodiments, the arcing component comprises at least one of a TVS (Transient Voltage Suppressor) diode, a Zener diode, a resistor, a varistor, an active component, a SIDACtor, a fuse, a copper trace or wire, or any combination thereof , For example, the active component has a semiconductor switch.

In bestimmten Ausführungsformen sind mindestens Teile der jeweiligen Gleichstromsammelschienen nahe beieinander angeordnet und die lichtbogenerzeugende Komponente ist zwischen den jeweiligen Teilen der Gleichstromsammelschienen angeordnet. Eine solche enge Anordnung ermöglicht es, die Gleichstromsammelschienen durch den von der lichtbogenerzeugenden Komponente erzeugten Lichtbogen zu kurzschließen. So kann beispielsweise die lichtbogenerzeugende Komponente gegenüber den jeweiligen Gleichstromsammelschienen so angeordnet werden, dass der erzeugte Lichtbogen durch einen Raum zwischen den Gleichstromsammelschienen hindurchgehen kann. In certain embodiments, at least parts of the respective DC busbars are arranged close to each other and the arcing component is arranged between the respective parts of the DC busbars. Such a close arrangement enables the DC busbars to be short-circuited by the arc generated by the arc-generating component. For example, the arc-generating component can be arranged opposite the respective direct current busbars in such a way that the generated arc can pass through a space between the direct current busbars.

In bestimmten Ausführungsformen beinhalten die jeweiligen Abschnitte der Gleichstromsammelschienen Elektrodenlaschen, die von den jeweiligen Gleichstromsammelschienen herausgeführt sind. Daher können die Gleichstromsammelschienen vergrößerte Abschnitte aufweisen. Diese vergrößerten Abschnitte erleichtern den Kurzschluss zwischen den Gleichstromsammelschienen durch den Lichtbogen.In certain embodiments, the respective sections of the DC busbars include electrode tabs that extend out of the respective DC busbars. Therefore, the DC bus bars can have enlarged portions. These enlarged sections facilitate the short circuit between the DC busbars through the arc.

In bestimmten Ausführungsformen weist das Kurzschlussmodul einen Schalter auf, der zwischen die Gleichstromsammelschienen geschaltet und so ausgebildet ist, dass er die Gleichstromsammelschienen als Reaktion auf die Änderung der empfangenen Spannungsdifferenz, die größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, kurzschließt. In bestimmten Ausführungsformen weist der Schalter einen elektrischen Schalter oder einen mechanischen Schalter auf. In bestimmten Ausführungsformen ist der Schalter so ausgebildet, dass er als Reaktion auf den Verlust der empfangenen Spannungsdifferenz abgeschaltet wird. Aufgrund des Schalters sind die Gleichstromsammelschienen fest verdrahtet und damit kurzgeschlossen.In certain embodiments, the short circuit module has a switch that is connected between the DC busbars and is configured to short the DC busbars in response to the change in the received voltage difference that is greater than the predetermined threshold. In certain embodiments, the switch includes an electrical switch or a mechanical switch. In certain embodiments, the switch is configured to turn off in response to the loss of the received voltage difference. Due to the switch, the DC busbars are hard-wired and therefore short-circuited.

In bestimmten Ausführungsformen weist die elektronische Schaltung weiterhin eine Überstromschutzeinrichtung auf, um die Schaltung als Reaktion auf einen Überstrom aufgrund des Kurzschlusszustands abzuschalten. In bestimmten Ausführungsformen weist die elektronische Schaltung weiterhin Sicherungen auf, die in den Gleichstromsammelschienen angeschlossen sind und so ausgebildet sind, dass sie beim Kurzschließen der Gleichstromsammelschienen verbrannt werden. In bestimmten Ausführungsformen weist die Schaltung ferner Sicherungen auf, die in Wechselstromleitungen angeschlossen sind, aus denen eine Gleichspannung umgewandelt und dann auf die Gleichstromsammelschienen geliefert wird, worin die Sicherungen so ausgebildet sind, dass sie beim Kurzschließen der Gleichstromsammelschienen verbrannt werden. Die Sicherungen helfen, die Gleichstromsammelschienen von der Stromversorgung zu trennen, um mögliche Schäden zu vermeiden.In certain embodiments, the electronic circuit further includes an overcurrent protection device to turn off the circuit in response to an overcurrent due to the short circuit condition. In certain embodiments, the electronic circuit further includes fuses that are connected in the DC busbars and are designed to burn when the DC busbars are short-circuited. In certain embodiments, the circuit further includes fuses connected in AC lines from which a DC voltage is converted and then supplied to the DC bus bars, wherein the fuses are designed to burn when the DC bus bars are short-circuited. The fuses help disconnect the DC busbars from the power supply to avoid possible damage.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung, die die oben beschriebene elektronische Schaltung aufweist. Die Vorrichtung kann ein Frequenzumrichter, ein Motorantrieb oder dergleichen sein.In another aspect, the present disclosure relates to a device having the electronic circuit described above. The device can be a frequency converter, a motor drive or the like.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Schaltung, wobei die elektronische Schaltung eine erste Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren und eine zweite Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren aufweist, die parallel zwischen Gleichstromsammelschienen (DC+, DC-) geschaltet sind. Das Verfahren weist auf: Überwachen einer Spannungsdifferenz zwischen einem ersten Knoten zwischen den Zwischenkreiskondensatoren der ersten Reihe und einem zweiten Knoten zwischen den Zwischenkreiskondensatoren der zweiten Reihe, wobei der erste Knoten und der zweite Knoten so ausgewählt sind, dass sie im Normalzustand der Zwischenkreiskondensatoren im Wesentlichen die gleiche Spannung aufweisen; und Kurzschließen der Gleichstromsammelschienen als Reaktion darauf, dass die überwachte Spannungsdifferenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.In a further aspect, the present disclosure relates to a method for operating an electronic circuit, the electronic circuit having a first series circuit of intermediate circuit capacitors and a second series circuit of intermediate circuit capacitors which are connected in parallel between direct current busbars (DC +, DC-). The method comprises: monitoring a voltage difference between a first node between the intermediate circuit capacitors of the first row and a second node between the intermediate circuit capacitors of the second row, the first node and the second node being selected so that they essentially have the normal state of the intermediate circuit capacitors have the same voltage; and shorting the DC bus bars in response to the monitored voltage difference being greater than a predetermined threshold.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen Frequenzumrichter, der aufweist: Gleichstromsammelschienen, die ausgebildet sind, um Gleichstrom zu liefern; eine erste Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren und eine zweite Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren, die parallel zwischen Gleichstromsammelschienen geschaltet sind, wobei die erste Reihe einen ersten Knoten zwischen ihren Zwischenkreiskondensatoren und die zweite Reihe einen zweiten Knoten zwischen ihren Zwischenkreiskondensatoren aufweist, wobei der erste Knoten und der zweite Knoten im Normalzustand der Zwischenkreiskondensatoren im Wesentlichen die gleiche Spannung aufweisen; und ein Kurzschlussmodul, das ausgebildet ist, um eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten zu empfangen und die Gleichstromsammelschienen als Reaktion auf eine Änderung der empfangenen Spannungsdifferenz, die größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kurzzuschliessen.In another aspect, the present disclosure relates to a frequency converter that includes: DC bus bars that are configured to supply DC power; a first series connection of intermediate circuit capacitors and a second series connection of intermediate circuit capacitors connected in parallel between DC busbars, the first series having a first node between its intermediate circuit capacitors and the second series having a second node between their intermediate circuit capacitors, the first node and the second node im Normal state of the intermediate circuit capacitors have substantially the same voltage; and a short circuit module configured to receive a voltage difference between the first node and the second node and short the DC bus bars in response to a change in the received voltage difference that is greater than a predetermined threshold.

Diese und andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen und ihren Bildunterschriften ergeben, wobei Abweichungen und Änderungen darin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der neuen Konzepte der Offenbarung abzuweichen.These and other aspects of the present disclosure will become apparent from the following description of the preferred embodiment, taken in conjunction with the following drawings and their captions, where variations and changes may be made therein without departing from the spirit and scope of the new concepts of the disclosure.

Figurenliste list of figures

Die vorliegende Offenbarung wird durch die detaillierte Beschreibung und die zugehörigen Zeichnungen besser verstanden, wobei:.

1 schematisch ein Prinzip zur Überwachung eines kurzgeschlossenen Zustands eines Zwischenkreiskondensators gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
2 schematisch eine vereinfachte Anordnung zur Überwachung eines kurzgeschlossenen Zustands eines Zwischenkreiskondensators gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 schematisch einen Schaltungsentwurf gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
4 schematisch einen anderen Schaltungsentwurf gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.
5 schematisch eine Anordnung von kurzschließenden Gleichstromsammelschienen gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellt.

The present disclosure will be better understood from the detailed description and accompanying drawings, wherein:

1 schematically illustrates a principle for monitoring a short-circuited state of an intermediate circuit capacitor according to certain embodiments of the present disclosure.
2 3 schematically illustrates a simplified arrangement for monitoring a short-circuited state of an intermediate circuit capacitor in accordance with certain embodiments of the present disclosure.
3 schematically illustrates a circuit design according to certain embodiments of the present disclosure.
4 schematically illustrates another circuit design according to certain embodiments of the present disclosure.
5 schematically illustrates an arrangement of short-circuiting DC busbars in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die vorliegende Offenbarung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben, die nur zur Veranschaulichung dienen sollen, da zahlreiche Modifikationen und Variationen darin für den Fachmann ersichtlich sein werden. Verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung werden nun ausführlich beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weisen ähnliche Zahlen, falls vorhanden, in den Ansichten auf ähnliche Komponenten hin. Wie in der Beschreibung hierin und in den folgenden Ansprüchen verwendet, beinhaltet die Bedeutung von „ein“, „einem“ und „der“ eine Bezugnahme auf Plural, sofern der Kontext nichts anderes vorschreibt. Wie in der Beschreibung hierin und in den folgenden Ansprüchen verwendet, beinhaltet die Bedeutung von „in“ auch „in“ und „auf“, es sei denn, der Kontext verlangt eindeutig etwas anderes. Darüber hinaus können Titel oder Untertitel in der Beschreibung aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit verwendet werden, die keinen Einfluss auf den Umfang der vorliegenden Offenbarung haben. Zusätzlich werden einige in dieser Spezifikation verwendete Begriffe im Folgenden näher definiert. The present disclosure is described in more detail in the following examples, which are intended to be illustrative only since numerous modifications and variations therein will be apparent to those skilled in the art. Various embodiments of the disclosure will now be described in detail. Referring to the drawings, similar numbers, if any, indicate similar components in the views. As used in the description herein and in the following claims, the meaning of "a", "a" and "the" includes a plural reference unless the context dictates otherwise. As used in the description herein and in the following claims, the meaning of "in" also includes "in" and "on" unless the context clearly requires otherwise. In addition, titles or subtitles may be used in the description for ease of use that do not affect the scope of the present disclosure. In addition, some terms used in this specification are defined in more detail below.

Die in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe haben im Allgemeinen ihre gewöhnliche Bedeutung auf diesem Gebiet im Rahmen der Offenbarung und in dem spezifischen Kontext, in dem jeder Begriff verwendet wird. Bestimmte Begriffe, die zur Beschreibung der Offenbarung verwendet werden, werden im Folgenden oder an anderer Stelle in der Beschreibung erläutert, um dem Praktiker zusätzliche Hinweise im Hinblick auf die Beschreibung der Offenbarung zu geben. Aus Gründen der Übersichtlichkeit können bestimmte Begriffe hervorgehoben werden, z.B. durch Kursivschrift und/oder Anführungszeichen. Die Verwendung von Hervorhebungen hat keinen Einfluss auf den Umfang und die Bedeutung eines Begriffs; der Umfang und die Bedeutung eines Begriffs sind gleich, im gleichen Kontext, unabhängig davon, ob er hervorgehoben ist oder nicht. Es wird anerkannt, dass dasselbe auf mehr als eine Weise gesagt werden kann. Folglich können für einen oder mehrere der hierin behandelten Begriffe alternative Ausdrücke und Synonyme verwendet werden, noch ist es von besonderer Bedeutung, ob ein Begriff hierin ausgearbeitet oder diskutiert wird oder nicht. Es werden Synonyme für bestimmte Begriffe angegeben. Eine Erwähnung eines oder mehrerer Synonyme schließt die Verwendung anderer Synonyme nicht aus. Die Verwendung von Beispielen an beliebiger Stelle in dieser Beschreibung, einschließlich Beispielen für hierin behandelte Begriffe, dient nur der Veranschaulichung und schränkt in keiner Weise den Umfang und die Bedeutung der Offenbarung oder eines exemplarischen Begriffs ein. Ebenso ist die Offenbarung nicht auf verschiedene Ausführungsformen in dieser Spezifikation beschränkt.The terms used in this description generally have their ordinary meaning in this field within the scope of the disclosure and in the specific context in which each term is used. Certain terms used to describe the disclosure are discussed below or elsewhere in the description to provide additional guidance to the practitioner regarding the description of the disclosure. For reasons of clarity, certain terms can be emphasized, e.g. by italics and / or quotation marks. The use of highlighting has no influence on the scope and meaning of a term; the scope and meaning of a term are the same, in the same context, regardless of whether it is highlighted or not. It is recognized that the same can be said in more than one way. Accordingly, alternative terms and synonyms may be used for one or more of the terms discussed herein, nor is it particularly important whether a term is elaborated or discussed herein or not. Synonyms for certain terms are given. The mention of one or more synonyms does not preclude the use of other synonyms. The use of examples anywhere in this specification, including examples of terms discussed herein, is for illustration purposes only and in no way limits the scope and meaning of the disclosure or an exemplary term. Likewise, the disclosure is not limited to various embodiments in this specification.

Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie gemeinhin von einem Durchschnittsfachmann, auf den sich diese Offenbarung bezieht, verstanden werden. Im Falle eines Konflikts gilt das vorliegende Dokument einschließlich der Definitionen.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure relates. In the event of a conflict, this document, including the definitions, applies.

Wie hierin verwendet, bedeutet „um“, „ca.“ oder „ungefähr“ im Allgemeinen innerhalb von 20 Prozent, vorzugsweise innerhalb von 10 Prozent, und noch bevorzugter innerhalb von 5 Prozent eines bestimmten Wertes oder Bereichs. Die hierin angegebenen numerischen Größen sind annähernd, d.h. der Begriff „rund“, „über“ oder „annähernd“ kann abgeleitet werden, wenn nicht ausdrücklich angegeben.As used herein, "um", "approx.", Or "approximately" generally means within 20 percent, preferably within 10 percent, and more preferably within 5 percent of a particular value or range. The numerical quantities given here are approximate, i.e. the term "round", "over" or "approximate" can be derived unless expressly stated.

Wie hierin verwendet, bedeutet „Vielzahl“ zwei oder mehr.As used herein, "variety" means two or more.

Wie hierin verwendet, sind die Begriffe „umfassen“, „einschließen“, „tragen“, „haben“, „enthalten“, „beinhalten“, „beteiligen“ und dergleichen als offen zu verstehen, d.h. als einschließend, aber nicht beschränkt auf.As used herein, the terms "include," "include," "carry," "have," "contain," "include," "involve," and the like are to be understood as open, i.e. as inclusive but not limited to.

Wie hierin verwendet, sollte der Ausdruck mindestens eines von A, B und C so ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODERs bedeutet. Man sollte verstehen, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern.As used herein, the expression of at least one of A, B and C should be interpreted to mean a logical (A or B or C) using a non-exclusive logical OR. One should understand that one or multiple steps can be performed in a different order (or simultaneously) within a method without changing the principles of the present disclosure.

1 stellt schematisch ein Prinzip zur Überwachung eines kurzgeschlossenen Zustands eines Zwischenkreiskondensators gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. 1 FIG. 3 schematically illustrates a principle for monitoring a shorted state of an intermediate circuit capacitor in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

In 1 sind Gleichstromsammelschienen, DC+ und DC-, dargestellt. Diese Gleichstromsammelschienen sind ausgebildet, um ein Gleichstromsignal (entweder eine Spannung oder einen Strom) und/oder eine Gleichspannungsleistung zu liefern. Beispielsweise verbinden die Gleichstromsammelschienen einen Gleichrichter mit einem Wechselrichter. Zwischenkreiskondensatoren werden zwischen die Gleichstromsammelschienen geschaltet, um z.B. die Gleichspannung zwischen den Gleichstromsammelschienen im Wesentlichen konstant zu halten. Diese Zwischenkreiskondensatoren können Elektrolytkondensatoren sein, aber die vorliegende Offenbarung ist darauf nicht beschränkt.In 1 DC busbars, DC + and DC-, are shown. These DC busbars are configured to provide a DC signal (either voltage or current) and / or DC power. For example, the DC busbars connect a rectifier to an inverter. DC link capacitors are connected between the DC busbars, for example to keep the DC voltage between the DC busbars substantially constant. These intermediate circuit capacitors may be electrolytic capacitors, but the present disclosure is not limited to this.

Es kann mehr als eine Reihenschaltung von Zwischenkreiskondensatoren geben, die parallel zwischen den Gleichstromsammelschienen geschaltet sind. Zwei davon, Reihe A und Reihe B, sind in 1 dargestellt. In jeder der Reihen sind mehrere Kondensatoren in Reihe geschaltet. So weist beispielsweise die Reihe A erste bis m-te in Reihe geschaltete Kondensatoren C_A1 , .. , C_am auf, , und die Reihe B erste bis n-te in Reihe geschaltete Kondensatoren, C_B1 ,.., C_Bn . Hier sind m und n jeweils eine ganze Zahl größer oder gleich 2, wobei in jeder der Reihen die jeweiligen darin enthaltenen Kondensatoren die gleiche Kapazität aufweisen können. Zum Beispiel C_A1 = C_A2 = .. = C_Am, und/oder C_B1 = C_B2 = .. = Cen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Kapazität der jeweiligen Kondensatoren kann nach Bedarf eingestellt werden.There may be more than one series connection of DC link capacitors connected in parallel between the DC busbars. Two of them, row A and row B, are in 1 shown. Several capacitors are connected in series in each of the rows. Row A, for example, has first to m-th capacitors connected in series C _A1 , .., C _am on,, and row B first through nth capacitors connected in series, C _B1 .., C _Bn , Here, m and n are each an integer greater than or equal to 2, and in each of the rows the respective capacitors contained therein can have the same capacitance. For example C _A1 = C _A2 = .. = C _Am , and / or C _B1 = C _B2 = .. = Cen. However, the present disclosure is not so limited. The capacitance of the respective capacitors can be adjusted as required.

Zumindest einige der zwischen den Gleichstromsammelschienen geschalteten Reihen können die gleiche Anzahl von Kondensatoren aufweisen. Zum Beispiel könnte m gleich n sein. Darüber hinaus können zumindest einige der Reihen die gleiche Konfiguration wie die anderen haben. So haben beispielsweise die Reihen A und B die gleiche Konfiguration, d.h. m = n und C_A1: C_A2: .. : C_Am = C_B1: C_B2: .. : C_Bn, genauer gesagt, C_A1 = C_B1, C_A2 = C_B2, .. , C_Am = C_Bn.At least some of the rows connected between the DC busbars can have the same number of capacitors. For example, m could be n. In addition, at least some of the rows can have the same configuration as the others. For example, the rows A and B have the same configuration, ie m = n and C _A1 : C _A2 : ..: C _Am = C _B1 : C _B2 : ..: C _Bn , more precisely, C _A1 = C _B1 , C _A2 = C _B2 , .., C _Am = C _Bn .

Jede der Reihen hat einige Knoten zwischen den jeweiligen Kondensatoren, die darin enthalten sind. So hat beispielsweise die Reihe A (m-1) Knoten zwischen den jeweiligen Kondensatoren C_A1 , .. , C_Am , von denen einer, Knoten A zwischen dem Kondensator C_Ak und dem Kondensator C_A(k+1) , besonders dargestellt ist, wobei 1 ≤ k < m. Ebenso weist die Reihe B (n-1) Knoten zwischen den jeweiligen Kondensatoren C_B1 , .. , C_Bn auf, von denen einer der Knoten B zwischen dem Kondensator C_Bl und dem Kondensator C_B(l+1) besonders dargestellt ist, wobei 1 ≤ l < n. Im Folgenden werden beispielhaft Knoten A und Knoten B betrachtet.Each of the rows has a few nodes between the respective capacitors contained therein. For example, row A (m-1) has nodes between the respective capacitors C _A1 , .., C _Am one of which, node A between the capacitor C _Ak and the capacitor C _{A (k + 1)} , is particularly shown, where 1 ≤ k <m. Row B (n-1) also has nodes between the respective capacitors C _B1 , .., C _Bn on, one of which is the node B between the capacitor C _Bl and the capacitor C _{B (l + 1)} is particularly shown, where 1 ≤ l <n. In the following, node A and node B are considered as examples.

Die Erfinder stellen fest, dass diese Knoten, z.B. Knoten A und Knoten B, als Triggerpunkte verwendet werden können, wenn der/die Kondensator(en) kurzgeschlossen werden.The inventors find that these nodes, e.g. Node A and Node B can be used as trigger points if the capacitor (s) are shorted.

Im Normalzustand wird die Spannung an den Gleichstromsammelschienen, DC+ und DC-, über jede der Reihen angelegt und somit entsprechend ihren jeweiligen Kapazitätswerten auf die in dieser Reihe enthaltenen Kondensatoren verteilt. Dadurch hat der Knoten A ein Potential V_A , das durch seinen Kapazitätswert zusammen mit den Kapazitätswerten der verbleibenden Kondensatoren der Reihe A bestimmt wird, und der Knoten B ein Potential V_B , das durch seinen Kapazitätswert zusammen mit den Kapazitätswerten der verbleibenden Kondensatoren der Reihe B bestimmt wird. Daher wird im Normalzustand eine Spannungsdifferenz UM zwischen Knoten A und Knoten B, | V_A - V_B |, durch die Kapazitätswerte der Zwischenkreiskondensatoren bestimmt und kann daher als „Standard“ Spannungsdifferenz bezeichnet werden.In the normal state, the voltage on the DC busbars, DC + and DC-, is applied across each of the rows and thus distributed to the capacitors contained in this row according to their respective capacitance values. This has the knot A a potential V _A , which is determined by its capacitance value together with the capacitance values of the remaining series A capacitors, and node B a potential V _B , which is determined by its capacitance value together with the capacitance values of the remaining series B capacitors. Therefore, a voltage difference UM between node A and node B, | V _A - V _B |, determined by the capacitance values of the DC link capacitors and can therefore be called the "standard" voltage difference.

Wenn einer oder mehrere der Zwischenkreiskondensatoren kurzgeschlossen sind, ändert sich die Spannungsdifferenz UM zwischen Knoten A und Knoten B., Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird angenommen, dass einer oder mehrere der Kondensatoren der Reihe B, C_B1 , .. , C_Bn , kurzgeschlossen sind. Aufgrund der kurzgeschlossenen Kondensatoren ändert sich das Potential am Knoten B, V_B , was dazu führt, dass sich die Spannungsdifferenz UM ändert und somit von der Standard-Spannungsdifferenz abweicht. Daher ist es möglich zu wissen, ob einer der Zwischenkreiskondensatoren kurzgeschlossen ist oder nicht, indem man die Spannungsdifferenz UM zwischen Knoten A und Knoten B überwacht.If one or more of the intermediate circuit capacitors are short-circuited, the voltage difference UM changes between node A and node B. For reasons of clarity, it is assumed that one or more of the capacitors in the series B . C _B1 , .., C _Bn , are short-circuited. The potential at the node changes due to the short-circuited capacitors B . V _B , which means that the voltage difference UM changes and thus deviates from the standard voltage difference. It is therefore possible to know whether or not one of the intermediate circuit capacitors is short-circuited by monitoring the voltage difference UM between node A and node B.

In bestimmten Ausführungsformen können Knoten A und Knoten B im Normalzustand im Wesentlichen das gleiche Potential oder die gleiche Spannung aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Reihen A und B in der gleichen Konfiguration angeordnet werden und die Knoten A und B an der gleichen Position in der jeweiligen Reihe ausgewählt werden. In diesem Fall kann die Spannungsdifferenz UM zwischen Knoten A und Knoten B als Spannungsänderung betrachtet werden (da die Standardwertdifferenz etwa 0 beträgt).In certain embodiments, nodes A and knots B have essentially the same potential or the same voltage in the normal state. This can be achieved, for example, by the rows A and B arranged in the same configuration and the nodes A and B selected at the same position in the respective row. In this case, the voltage difference UM between nodes A and knots B are considered as a voltage change (since the standard value difference is approximately 0).

Die Änderung der Spannungsdifferenz UM (oder der Kurzschluss eines beliebigen Kondensators) kann genutzt werden, um Sicherheitsmaßnahmen auszulösen, z.B. das Durchbrennen von Sicherungen. Dazu können die Gleichstromsammelschienen DC+ und DC- durch ein Kurzschlussmodul als Reaktion auf die Änderung der Spannungsdifferenz kurzgeschlossen werden. Für das Kurzschlussmodul gibt es verschiedene Implementierungen, von denen einige im Folgenden näher beschrieben werden. So kann beispielsweise das Kurzschlussmodul so ausgebildet werden, dass es wirksam wird, wenn die Änderung der Spannungsdifferenz größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Der Kurzschluss der Gleichstromsammelschienen beschleunigt das Durchbrennen der Sicherungen und verhindert so die Explosion und den Erdschluss der verbleibenden Kondensatoren.The change in the voltage difference UM (or the short circuit of any capacitor) can be used to Trigger safety measures, e.g. blown fuses. For this purpose, the DC busbars DC + and DC- can be short-circuited by a short-circuit module in response to the change in the voltage difference. There are various implementations for the short circuit module, some of which are described in more detail below. For example, the short-circuit module can be designed such that it becomes effective when the change in the voltage difference is greater than a predetermined threshold value. The short circuit of the DC busbars accelerates the blowing of the fuses and thus prevents the remaining capacitors from exploding and grounding.

2 stellt schematisch eine vereinfachte Anordnung zur Überwachung eines kurzgeschlossenen Zustands eines Zwischenkreiskondensators gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. 2 FIG. 3 schematically illustrates a simplified arrangement for monitoring a short-circuited state of an intermediate circuit capacitor in accordance with certain embodiments of the present disclosure.

In 2 ist die Reihe A mit zwei Kondensatoren, C_A1 und C_A2 , dargestellt, und die Reihe B ist auch mit zwei Kondensatoren, C_B1 und C_B2 , dargestellt. Die Mittelpunkte A und B der jeweiligen Reihe werden überwacht. Zur Vereinfachung haben Mittelpunkt A und Mittelpunkt B im Normalzustand im Wesentlichen das gleiche Potenzial. Dies wird durch die Bereitstellung von C_A1:C_A2 = C_B1:C_B2, genauer gesagt, C_A1 = C_A2 und C_B1 = C_B2 erreicht. Es ist auch möglich, C_A1 = C_A2 = C_B1 = C_B1 = C_B2 bereit zu stellen. In diesem Fall halten die Mittelpunkte A und B jeweils die Hälfte der Spannung über die Gleichstromsammelschienen aus (z.B. etwa 700V). Daher ist der Standardwert für die Spannungsdifferenz UM etwa Null (0).In 2 is the A series with two capacitors, C _A1 and C _A2 , and row B also has two capacitors, C _B1 and C _B2 , shown. The center points A and B of the respective row are monitored. To simplify matters, center A and center B have essentially the same potential in the normal state. This is achieved by providing C _A1 : C _A2 = C _B1 : C _B2 , more precisely, C _A1 = C _A2 and C _B1 = C _B2 . It is also possible to provide C _A1 = C _A2 = C _B1 = C _B1 = C _B2 . In this case, the midpoints A and B each withstand half of the voltage across the DC busbars (for example, about 700V). Therefore, the standard value for the voltage difference UM is approximately zero (0).

Angenommen, C_B2 ist zur Vereinfachung der Erklärungen kurzgeschlossen. Die gesamte Spannung über die Gleichstromsammelschienen, etwa 700V, wird nun an C_B1 angelegt, was wahrscheinlich zu einer Explosion von C_B1 führt. In diesem Fall ändert sich die Spannungsdifferenz UM von etwa 0V auf etwa 350V. Diese signifikante Spannungsänderung von ca. 350V kann zur Auslösung des Kurzschlussmoduls genutzt werden. In diesem Fall kann die Auslöseschwelle auf einen Wert zwischen 0V und 350V eingestellt werden, z.B. auf etwa 100V.Accepted, C _B2 is short-circuited to simplify the explanations. The total voltage across the DC busbars, around 700V, will now come on C _B1 created what is likely to result in an explosion of C _B1 leads. In this case, the voltage difference UM changes from approximately 0V to approximately 350V. This significant voltage change of approx. 350V can be used to trigger the short circuit module. In this case the trigger threshold can be set to a value between 0V and 350V, for example around 100V.

3 stellt schematisch einen Schaltungsentwurf gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. 3 13 schematically illustrates a circuit design according to certain embodiments of the present disclosure.

Wie in 3 dargestellt, weist die Schaltung 300 Gleichstromsammelschienen, DC+ und DC- sowie Zwischenkreiskondensatoren auf, die zwischen den Gleichstromsammelschienen geschaltet sind. Die Zwischenkreiskondensatoren sind wie in 2 zur Vereinfachung der Erklärungen angeordnet, aber die vorliegende Offenbarung ist darauf nicht beschränkt.As in 3 shown, shows the circuit 300 DC busbars, DC + and DC- as well as DC link capacitors, which are connected between the DC busbars. The intermediate circuit capacitors are as in 2 arranged to simplify the explanations, but the present disclosure is not limited to this.

Die Schaltung 300 weist weiterhin eine lichtbogenerzeugende Komponente 301 auf, die ein Beispiel für das oben beschriebene Kurzschlussmodul ist. Die Lichtbogen erzeugende Komponente 301 ist eine Komponente, die einen Lichtbogen als Reaktion auf eine Spannung erzeugen kann, die beispielsweise größer als ihre Abstandsspannung ist (entsprechend dem Auslöseschwellenwert, z.B. etwa 100V). So kann beispielsweise die lichtbogenerzeugende Komponente 301 zusammenbrechen, kurzgeschlossen bleiben und so den Lichtbogen zünden. Die lichtbogenerzeugende Komponente 301 kann mindestens eine von einer TVS-Diode (Transient Voltage Suppressor), einer Zenerdiode, einem Widerstand, einem Varistor, einer aktiven Komponente, wie einem Halbleiterschalter (z.B. Transistoren), einem SIDACtor, einer Sicherung, einer Kupferspur oder -draht oder einer beliebigen Kombination derselben beinhalten. So kann beispielsweise die lichtbogenerzeugende Komponente 301 mehrere TVS-Dioden beinhalten, die in Reihe geschaltet sind, um die gewünschte Abstandsspannung oder den gewünschten Auslöseschwellenwert zu erreichen.The circuit 300 also has an arcing component 301 which is an example of the short circuit module described above. The arcing component 301 is a component that can generate an arc in response to a voltage that is, for example, greater than its distance voltage (corresponding to the tripping threshold, for example, about 100V). For example, the arcing component 301 collapse, remain short-circuited and thus ignite the arc. The arcing component 301 can be at least one of a TVS diode (Transient Voltage Suppressor), a Zener diode, a resistor, a varistor, an active component such as a semiconductor switch (e.g. transistors), a SIDACtor, a fuse, a copper trace or wire or any combination the same. For example, the arcing component 301 include multiple TVS diodes connected in series to achieve the desired distance voltage or tripping threshold.

Die Abstandsspannung oder der Auslöseschwellenwert können entsprechend gewählt werden. Insbesondere werden der Standardwert und alle möglichen Änderungswerte (bedingt durch den Kurzschluss eines Kondensators) für die Spannungsdifferenz zwischen Knoten A und Knoten B und damit die Unterschiede zwischen dem Standardwert und den verschiedenen Änderungswerten berücksichtigt. Aus den Differenzen kann die Abstandsspannung oder der Auslöseschwellenwert bestimmt werden. Genauer gesagt, können die Abstandsspannung oder der Triggerschwellenwert kleiner sein als jede der Differenzen, berücksichtigt aber dennoch die allgemeine Schwankung der Schaltung.The distance voltage or the tripping threshold can be selected accordingly. In particular, the standard value and all possible change values (caused by the short circuit of a capacitor) for the voltage difference between node A and node B and thus the differences between the standard value and the different change values are taken into account. The distance voltage or the trigger threshold value can be determined from the differences. More specifically, the distance voltage or trigger threshold may be less than any of the differences, but still take into account the general variation in the circuit.

In diesem Beispiel wird die Spannungsdifferenz zwischen Knoten A und Knoten B an die lichtbogenerzeugende Komponente 301 angelegt. Diese Spannungsdifferenz entspricht der Änderung der Spannungsdifferenz, wie vorstehend beschrieben. Ändert sich die Spannungsdifferenz auf etwa 350V, z.B. durch den beschriebenen Kurzschluss des Kondensators C_B2 , erzeugt die lichtbogenerzeugende Komponente 301 den Lichtbogen durch die angelegte Spannung 350V, die größer ist als ihre Abstandsspannung von z.B. 100V.In this example, the voltage difference between node A and node B is applied to the arcing component 301 created. This voltage difference corresponds to the change in the voltage difference as described above. If the voltage difference changes to around 350V, for example due to the short circuit of the capacitor described C _B2 , generates the arcing component 301 the arc by the applied voltage 350V which is greater than their distance voltage of, for example, 100V.

Die lichtbogenerzeugende Komponente 301 ist angrenzend an die Gleichstromsammelschienen angeordnet, so dass der erzeugte Lichtbogen zu einem Kurzschluss der Gleichstromsammelschienen führen kann. Genauer gesagt, ist die lichtbogenerzeugende Komponente 301 nahe an den Gleichstromsammelschienen angeordnet, beispielsweise weniger als etwa 10 cm von jeder der Gleichstromsammelschienen entfernt, so dass der erzeugte Lichtbogen einen elektrischen Weg zwischen den Gleichstromsammelschienen herstellen kann. Darüber hinaus können die Gleichstromsammelschienen mindestens einen jeweiligen Teil davon eng angeordnet haben, so dass sie relativ einfach durch den Lichtbogen kurzgeschlossen werden können. Die Anordnung der lichtbogenerzeugenden Komponente 301 in Bezug auf die Gleichstromsammelschienen wird im Folgenden näher beschrieben. Der Kurzschluss der Gleichstromsammelschienen kann das Durchbrennen von Sicherungen beschleunigen, z.B. solche, die in Wechselstromleitungen 305_AC und/oder in den Gleichstromsammelschienen 305_DC angeordnet sind. Hier wird eine Komponente 303 zwischen den Wechselstromleitungen und den Gleichstromleitungen geschaltet. Die Komponente 303 kann AC/DC-Konvertierung, Filterung oder dergleichen übernehmen. So weist beispielsweise die Komponente 303 NFE auf. Zumindest ein Teil der Sicherungen brennt durch und somit wird dieser Stromkreis 300 in einen sicheren Zustand versetzt, wodurch eine mögliche Explosion der verbleibenden Kondensatoren vermieden wird.The arcing component 301 is arranged adjacent to the direct current busbars, so that the arc generated can lead to a short circuit of the direct current busbars. More specifically, is the arcing component 301 close to the DC busbars arranged, for example less than about 10 cm from each of the DC busbars, so that the arc generated can establish an electrical path between the DC busbars. In addition, the direct current busbars can have at least a respective part of them closely arranged, so that they can be short-circuited relatively easily by the arc. The arrangement of the arcing component 301 with respect to the DC busbars is described in more detail below. The short circuit of the DC busbars can accelerate the blowout of fuses, e.g. those in AC lines 305 _AC and / or in the DC busbars 305 _DC are arranged. Here is a component 303 connected between the AC lines and the DC lines. The component 303 can do AC / DC conversion, filtering or the like. For example, the component points 303 NFE on. At least a part of the fuses blows and thus this circuit 300 placed in a safe state, thereby avoiding a possible explosion of the remaining capacitors.

4 stellt schematisch einen anderen Schaltungsentwurf gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. 4 13 schematically illustrates another circuit design according to certain embodiments of the present disclosure.

Die in 4 dargestellte Schaltung 400 ist im Wesentlichen identisch mit der in 3 dargestellten Schaltung 300, mit der Ausnahme, dass anstelle der lichtbogenerzeugenden Komponente 301 ein Schalter 401 verwendet wird.In the 4 circuit shown 400 is essentially identical to that in 3 circuit shown 300 , with the exception that instead of the arcing component 301 a switch 401 is used.

Der Schalter 401 ist zwischen die Gleichstromsammelschienen geschaltet und wird von einer Steuerung 407 zum Ein- und Ausschalten gesteuert. Im Normalzustand befindet sich der Schalter 401 in einem offenen Zustand.The desk 401 is connected between the DC busbars and is controlled by a controller 407 controlled for switching on and off. The switch is in the normal state 401 in an open state.

In diesem Beispiel wird die Spannungsdifferenz zwischen Knoten A und Knoten B an die Steuerung 407 angelegt. Diese Spannungsdifferenz entspricht der Änderung der Spannungsdifferenz, wie vorstehend beschrieben. Ändert sich die Spannungsdifferenz auf etwa 350V, z.B. durch den beschriebenen Kurzschluss des Kondensators C_B2 , erzeugt die Steuerung 407 als Reaktion auf die angelegte Spannung 350V, die größer ist als eine Schwellenspannung des Schalters 401, z.B. 100V, ein Steuersignal zum Schließen des Schalters 401. Dadurch werden die Sammelschienen DC+ und DC- über den Schalter 401 fest verdrahtet und damit kurzgeschlossen. Der Schalter 401 kann beispielsweise einen elektrischen Schalter oder einen mechanischen Schalter beinhalten.In this example, the voltage difference between node A and node B is sent to the controller 407 created. This voltage difference corresponds to the change in the voltage difference as described above. If the voltage difference changes to around 350V, for example due to the short circuit of the capacitor described C _B2 , generates the control 407 in response to the applied voltage 350V that is greater than a threshold voltage of the switch 401 , eg 100V, a control signal to close the switch 401 , This causes the DC + and DC- busbars to be switched 401 hard-wired and therefore short-circuited. The desk 401 can include, for example, an electrical switch or a mechanical switch.

In bestimmten Ausführungsformen kann der Schalter 401 ausgebildet sein, um als Reaktion auf den Verlust der angelegten Spannung (oder Spannungsdifferenz) ausgeschaltet zu werden. Das heißt, der Schalter 401 kann bei fehlender Spannung automatisch zurückgesetzt werden, weil z.B. die Sicherungen durchbrennen und damit der Stromkreis von der Stromversorgung getrennt wird.In certain embodiments, the switch 401 be configured to be turned off in response to loss of applied voltage (or voltage difference). That is, the switch 401 can be reset automatically if there is no voltage, for example because the fuses blow and the circuit is thus disconnected from the power supply.

5 stellt schematisch eine Anordnung von kurzschließenden Gleichstromsammelschienen gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar. 5 FIG. 3 schematically illustrates an arrangement of short-circuiting DC bus bars according to certain embodiments of the present disclosure.

Wie in 5 dargestellt, weist ein Substrat 510 eine lichtbogenerzeugende Komponente 520 auf. Das Substrat 510 kann ein Glassubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein keramisches Substrat, eine Leiterplatte (PCB) oder dergleichen beinhalten. Die lichtbogenerzeugende Komponente 520 kann die vorstehend beschriebene lichtbogenerzeugende Komponente 301 sein, zum Beispiel eine Reihenschaltung von TVS-Dioden. Die lichtbogenerzeugende Komponente 520 kann auf dem Substrat 510 durch Löten, Kleben, mechanische Befestigungen oder dergleichen befestigt werden. Auf dem Substrat 510 können zwei Anschlüsse 511 und 513 vorgesehen werden. Einer der beiden Anschlüsse 511 und 513 kann mit dem Knoten A und der andere der beiden Anschlüsse 511 und 513 mit dem Knoten B verbunden werden. Weiterhin sind die beiden Anschlüsse 511 und 513 mit den jeweiligen Anschlüssen der lichtbogenerzeugenden Komponente 520 verbunden, um die Spannungsdifferenz zwischen Knoten A und Knoten B zwischen den Anschlüssen anzulegen. Die Verbindungen zwischen den Anschlüssen und/oder den Komponenten können galvanische Verbindungen sein.As in 5 shown has a substrate 510 an arcing component 520 on. The substrate 510 may include a glass substrate, a plastic substrate, a ceramic substrate, a printed circuit board (PCB) or the like. The arcing component 520 can the arc-generating component described above 301 be, for example, a series connection of TVS diodes. The arcing component 520 can on the substrate 510 are fixed by soldering, gluing, mechanical fastenings or the like. On the substrate 510 can have two connectors 511 and 513 be provided. One of the two connections 511 and 513 can with node A and the other of the two connectors 511 and 513 to be connected to the node B. Furthermore, the two connections 511 and 513 with the respective connections of the arcing component 520 connected to apply the voltage difference between node A and node B between the terminals. The connections between the connections and / or the components can be galvanic connections.

Eine von DC+ 531 heraus geführte Lasche und eine von DC- 533 heraus geführte Lasche sind dicht beieinander und auch dicht an der lichtbogenerzeugenden Komponente 520 angeordnet. Die lichtbogenerzeugende Komponente 520 kann zwischen der Lasche 531 und der Lasche 533 angeordnet sein. In diesem Beispiel ist die lichtbogenerzeugende Komponente 520 sowohl der Lasche 531 als auch der Lasche 533 zugewandt angeordnet. In einer solchen Anordnung neigt man dazu, einen Kurzschlussweg zwischen der Lasche 531 und der Lasche 533 zu haben, wenn die lichtbogenerzeugende Komponente 520 den Lichtbogen zündet.One tab led out by DC + 531 and one by DC- 533 led out tabs are close together and also close to the arc-generating component 520 arranged. The arcing component 520 can between the tab 531 and the tab 533 be arranged. In this example is the arcing component 520 both the tab 531 as well as the tab 533 arranged facing. In such an arrangement, one tends to have a short circuit path between the tab 531 and the tab 533 to have when the arcing component 520 ignites the arc.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung mit der oben beschriebenen Schaltung. So kann die Vorrichtung beispielsweise ein Frequenzumrichter, ein Motorantrieb oder dergleichen sein.In another aspect, the present disclosure relates to an apparatus having the circuit described above. For example, the device can be a frequency converter, a motor drive or the like.

Die vorstehende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung wurde nur zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt und soll nicht abschließend sein oder die Offenlegung auf die offenbarten Formen beschränken. Viele Modifikationen und Variationen sind unter Berücksichtigung der oben genannten Lehre möglich.The foregoing description of the exemplary embodiments of the disclosure has been presented for purposes of illustration and description only and is not intended to be exhaustive or to limit the disclosure to the forms disclosed. Many modifications and variations are possible taking into account the above teaching.

Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Offenbarung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit andere Fachleute die Offenbarung und verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen nutzen können, die für die jeweilige vorgesehene Verwendung geeignet sind. Alternative Ausführungsformen werden für andere Fachleute, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, offensichtlich werden, ohne von ihrem Geist und ihrem Umfang abzuweichen. Dementsprechend wird der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht durch die vorstehende Beschreibung und die darin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen, sondern durch die beigefügten Ansprüche definiert.The embodiments have been selected and described to explain the principles of the disclosure and their practical application so that those skilled in the art can utilize the disclosure and various embodiments with various modifications as appropriate for the intended use. Alternative embodiments will become apparent to other those skilled in the art to which the present disclosure relates without departing from their spirit and scope. Accordingly, the scope of the present disclosure is not defined by the foregoing description and exemplary embodiments described therein, but rather by the appended claims.

Claims

An electronic circuit comprising: a first series connection of DC link capacitors (C _A1 , .., C _Am ) and a second series connection of DC link capacitors (C _B1 , .., C _Bn ) connected in parallel between DC busbars (DC +, DC-) characterized in that the first row has a first node (A) between its DC link capacitors and the second row has a second node (B) between its DC link capacitors; and that the electronic circuit further comprises a short circuit module (301; 401, 407), which is configured to receive a voltage difference (UM) between the first node and the second node and to short circuit the DC busbars in response to a change in the received one To cause voltage difference that is greater than a predetermined threshold.

The electronic circuit after Claim 1 , wherein the first node (A) and the second node (B) have substantially the same voltage in a normal state of the intermediate circuit capacitors.

Electronic circuit after Claim 1 or 2 wherein the short circuit module includes an arcing component (301) that is less than 10 cm from the DC busbars and is operable to generate an electrical response to the change in the received voltage difference that is greater than the predetermined threshold To produce an arc.

The electronic circuit after Claim 3 wherein the arcing component (301) is operable to go up when the change in received voltage difference is greater than the predetermined threshold.

Electronic circuit after Claim 3 or 4 wherein the arcing component (301) comprises at least one of a TVS diode, a zener diode, a resistor, a varistor, an active component, a SIDACtor, a fuse, a copper trace or wire, or any combination thereof.

The electronic circuit after Claim 5 , wherein the active component has a semiconductor switch.

Electronic circuit after Claim 3 , wherein at least parts of the respective DC busbars (DC +, DC-) are arranged close to one another and the arc-generating component (301) is arranged between the respective sections of the DC busbars.

Electronic circuit after Claim 7 , wherein the respective portions of the DC bus bars have electrode tabs (531, 533) led out from the respective DC bus bars.

Electronic circuit after Claim 1 or 2 , wherein the short circuit module has a switch (401) connected between the DC busbars (DC +, DC-) and configured to turn on in response to the change in the received voltage difference that is greater than the predetermined threshold for shorting the DC busbars become.

The electronic circuit after Claim 9 wherein the switch (401) comprises an electrical switch or a mechanical switch.

The electronic circuit after Claim 9 wherein the switch (401) is configured to be switched off in response to the loss of the received voltage difference.

The electronic circuit of any of the preceding claims, further comprising fuses (305 _DC ) connected in the DC busbars (DC +, DC-) and configured to blow when the DC busbars are shorted.

Electronic circuitry according to any one of the preceding claims, further comprising fuses (305 _AC ) located in AC lines are connected, from which a DC voltage is converted and then supplied to the DC busbars, in which the fuses are designed to blow if the DC busbars are short-circuited.

Device comprising the electronic circuit of one of the preceding claims.

Method for operating an electronic circuit, the electronic circuit having a first series connection of intermediate circuit capacitors (C _A1 , .., C _Am ) and a second series connection of intermediate circuit capacitors (C _B1 , .., C _Bn ) connected in parallel between DC busbars (DC + , DC-), characterized in that the method comprises: monitoring a voltage difference between a first node (A) between the intermediate circuit capacitors (C _A1 , .., C _Am ) of the first row and a second node (B) between the _{DC link} capacitors (C _B1 , .., C _Bn ) of the second row, the first node (A) and the second node (B) being selected such that they have essentially the same voltage in the normal state of the DC link capacitors; and shorting the DC bus bars in response to the monitored voltage difference being greater than a predetermined threshold.

A frequency converter comprising: direct current bus bars (DC +, DC-) configured to supply direct current; a first series connection of DC link capacitors (C _A1 , .., C _Am ) and a second series connection of DC link capacitors (C _B1 , .., C _Bn ) connected in parallel between DC busbars (DC +, DC-), characterized in that the the first row has a first node (A) between its intermediate circuit capacitors and the second row has a second node (B) between its intermediate circuit capacitors, the first node (A) and the second node (B) having substantially the same voltage in a normal state of Have intermediate circuit capacitors; and that the frequency converter further comprises a short-circuit module (301; 401, 407), which is designed to receive a voltage difference (UM) between the first node and the second node and to short-circuit the DC busbars in response to a change in the received voltage difference, which is greater than a predetermined threshold.